(57)【要約】【課題】砥粒層の外周部、内周部、中央部の寿命を略同じにし、全体としての長寿命化を達成し、砥粒層の砥粒を完全に使いきれるようにしたコアドリルを提供する。【解決手段】コアドリル１は円筒状の台金３とその一端部に固着された砥粒層５を備える。砥粒層５は台金の端面３ａ上に固着された砥粒層６を含んでいる。砥粒層６は、円周方向所定の間隔で配置された複数の砥粒層６ａ、６ｂ、６ｃ・・・からなっている。砥粒層は、その外周部９ａ及び内周部９ｂにおいて中央部９ｃより長くなっており、台金の円周方向長さに対する砥粒層全体の同じ方向での長さに割合チップ比が外周部と内周部において中央部より大きくなっている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の台金と、該台金の一端に固着された、超砥粒を含んでなる砥粒層とを備えているコアドリルにおいて、前記砥粒層の外周から径方向所定範囲に渡る外周部は、径方向中央部よりも耐摩耗性が高い高耐摩耗性砥粒層であることを特徴とする、コアドリル。
【請求項２】
請求項1記載のコアドリルにおいて、さらに、前記砥粒層の内周から径方向側所定範囲に渡る内周部は、前記中央部より耐摩耗性が高い高耐摩耗性砥粒層であることを特徴とする、コアドリル。
【請求項３】
請求項１又は２のコアドリルにおいて、前記砥粒層は、前記台金の円周方向において所定の間隔で配置された複数の砥粒層からなり、前記高耐摩耗性砥粒層は、前記中央部よりもチップ比が高くなっていることを特徴とする、コアドリル。
【請求項４】
請求項3記載のコアドリルにおいて、前記高耐摩耗性砥粒層のチップ比が前記中央部のチップ比の１．５倍以上であることを特徴とする、コアドリル。
【請求項５】
請求項3又は4に記載のコアドリルにおいて、前記砥粒層の前記中央部に対して、前記外周部と前記内周部との少なくとも一方は、前記コアドリルの回転方向に向かって突出してはおらず、前記砥粒層の回転方向先行縁側に、回転方向前縁部が開いたポケットが形成されていないことを特徴とする、コアドリル。
【請求項６】
請求項１乃至５記載のいずれか１に記載のコアドリルにおいて、前記高耐摩耗性砥粒層の砥粒密度が前記中央部の砥粒密度よりも高くなっていることを特徴とする、コアドリル。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１に記載のコアドリルにおいて、前記高耐摩耗性砥粒層の砥粒は、前記中央部よ砥粒よりも平均粒径が大きいことを特徴とする、コアドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒等超砥粒を用いた加工工具、特にコンクリート、タイル等の硬質材の孔明けに使用するコアドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から使用されているコアドリルには、台金或いはシャンクの先端に超砥粒を一層だけ、ロウ付け或いは電着など固着したサーフェス（セット）タイプと、超砥粒をメタルボンドなどで多層に結合した所謂チップをシャンク先端に固着するインプリタイプとがある。サーフェスタイプは砥粒が単層であるので、インプリタイプに比して一般的に寿命が短い。そしてこれらはそれぞれその構成に由来する特徴を有するが、砥粒或いは砥粒層の配置に工夫を凝らしたものがある。
【０００３】
特開２０００−６１９３０号はサーフスタイプのコアドリルに関し、円筒状台金の先端部端面上に、固着される砥粒の粒径の１乃至２倍の間隔で砥粒を配置し、先端部の内外周面上に、端面から砥粒径の１０乃至１５倍の距離範囲に、砥粒径の２乃至６倍の間隔で砥粒を配置し、効率良く切粉を排出する技術が開示されている。
【０００４】
特開２００１−４９９７９号はインプリタイプのコアドリルに関し、本体の先端部に所定の間隔で取付けられるダイヤモンドチップの長さの総計の、本体先端部の円周の長さに対する比、チップ比を４０乃至８０％とし、本体内部を通して供給する圧縮空気による切粉の排出を行う技術が開示されている。
【０００５】
上記の通りこれら先行技術は切粉の排出等の観点から砥粒の配置或いはチップの配置、チップ比に着目したものである。
【０００６】
ところでコアドリルで孔明け加工を行うと、砥粒層を台金の径方向で分けてみた場合に、中央部分に比して内外周部分の磨耗が激しく、砥粒の脱落も激しい。これは加工の際に内外周部分の方が中央部分より切粉による影響などを強く受け、ダメージを受けやすいためである。そして内外周部分の磨耗、脱落が激しいと、中央部分に未だ加工に良好な砥粒が残っていても使用不能になってしまう場合がある。そしてサーフェスタイプの場合はさらに、内外周部分の砥粒が磨耗、脱落してしまうと、その部分でシャンク当たりが発生してしまい、使用に耐え得ない。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００２−６１９３０号公報
【特許文献２】特開２００１−４９９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、特に内外周部分が中央部分に比して砥粒の磨耗、脱落が大きいと言う問題に対して、砥粒層の外周部、内周部、中央部の寿命を略同じにし、全体としての長寿命化を達成し、砥粒層の砥粒を完全に使いきれるようにしたコアドリルを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明に係るコアドリルにおいては、略円筒状の台金の一端に固着される、超砥粒を含んでなる砥粒層は、その外周から径方向所定範囲に渡る外周部が、径方向中央部よりも耐摩耗性が高い高耐摩耗性砥粒層となっている。
【００１０】
ある実施の形態では、さらに砥粒層の内周から径方向所定範囲に渡る内周部も、中央部より耐摩耗性が高い高耐摩耗性砥粒層となっている。
【００１１】
ある実施の形態では、砥粒層は台金の円周方向において所定の間隔で複数個設けられた砥粒層からなり、その高耐摩耗性砥粒層は、中央部よりもチップ比が高くなっている。さらに具体的実施の形態では、その高耐摩耗性砥粒層のチップ比は中央部のチップ比の１．５倍以上となっている。なおここでチップ比とは、台金３の円周方向長さに対する、砥粒層６の円周方向長さの合計の比率と定義される。
【００１２】
他の実施の形態では、砥粒層の中央部に対して、外周部と内周部との少なくとも一方は、コアドリルの回転方向に向かって突出してはおらず、砥粒層の回転方向先行縁側において、回転方向前縁部が開いたポケットが形成されていない。
【００１３】
他の実施の形態では、高耐摩耗性砥粒層の砥粒密度が中央部の砥粒密度よりも高くなっている。
【００１４】
さらに他の実施の形態では、高耐摩耗性砥粒層の砥粒は、中央部の砥粒よりも平均粒径が大きくなっている。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明に係るコアドリルでは、略円筒状の台金の一端に固着される砥粒層を、その外周から径方向所定の範囲の外周部の耐摩耗性を中央部のそれよりも高くなるように構成した。また必要ある場合にはさらに、内周から径方向所定の範囲の内周部も中央部より耐摩耗性を高くした。これにより、孔明け作業時に中央部よりダメージを受け易い外周部、内周部の耐久性、耐摩耗性を高め、砥粒層の外周部、中央部、内周部の寿命を略同じにすることを実現し、全体としての長寿命化を実現し、砥粒を使い切ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本願発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るコアドリル１を示す図で、（イ）は左半分を断面で示した半断面正面図であり、（ロ）は平面図である。このコアドリル１は、超砥粒が一層だけ、活性ロウ材或いは電着で円筒状の台金或いはシャンク３の一端側に固着されたサーフェスタイプである。
【００１７】
砥粒層５は、台金３の端面３ａ上に固着された砥粒層６と、台金３の端面３ａから軸方向所定の長さ範囲では、台金３の内外周面３ｂ、３ｃ上に固着された、内外周砥粒層７、８とを含んでいる。この内外周砥粒層７、８は本発明の要旨とは直接関係がないので詳細な説明は省略する。なお、以下の説明では端面砥粒層を単に砥粒層という。
【００１８】
砥粒層６は、図の（ロ）から判る通り、台金の円周方向で複数個に分割され、所定の間隔で配置されている砥粒層６ａ、６ｂ、６ｃ・・・からなっている。図2は砥粒層の各種の実施例を示す図であり、図1（ロ）のA部、砥粒層６ａの部分の拡大図である。
【００１９】
図2（イ）に示す実施の形態では、砥粒層６ａは台金３の円周方向に沿って延びた略「コ」の字を左右反転させた形をしており、外周部が一番長く、次いで内周部が長く、中央部が一番短くなっている。なお、本実施の形態では、砥粒層６ａの円周方向両端部は、それらの台金３内側へ向かう延長線が交差するように傾斜している。なお、この形状の砥粒層６ａを備えたコアドリル１は、砥粒層６ａが図２（イ）において矢印Ｄ方向に、即ち反時計方向に移動するように回転させて使用するのが望ましい。これは、切子が砥粒層６ａの回転方向前縁部に９ｄに沿って容易に流れてその排出が容易になるからである。逆方向に回転させた場合、外周部９ａ、内周部９ｂ中央部９ｃにより形成される、回転方向先端側が開いた空所或いはポケット９ｅ内に切粉が閉じ込められる可能性がある。
【００２０】
（ロ）における砥粒層６ａ（以下、（イ）の対応する部分と同じ符号を用いて説明する。）の実施の形態は略「エ」の字の形をしており、やはり外周部６ａ、内周部６ｂ、中央部６ｃの順で短くなっている。
【００２１】
（ハ）の実施の形態では、（イ）同様「コ」の字を左右反転させたような形をしているが、内周部９ｂが途中で二つに切断されている。（ニ）でも（イ）同様「コ」の字を左右反転させたような形をしているが、円周方向両端部が同じ方法へ傾斜している。この（ハ）（ニ）の形状の砥粒層６ａを採用した場合も、（イ）に関連して説明したように、そのコアドリル１は、それぞれ図において反時計方向に回転させて使用することが望ましい。
【００２２】
（ホ）の実施の形態ではその砥粒層６ａは略「Z」字を左右反転させたような形をしている。この形状を採用した場合には、いずれの方向に回転させても切粉の排出は良好に行われる。すなわちいずれの方向に回転しても、中央部９ｃに対して、外周部９ａ、内周部９ｂのいずれか一方のみしか回転方向に向かって突出していない。すなわちいずれの方向に回転しても、砥粒層６ａの回転方向先行縁側に、回転方向前縁だけが開いた形のポケットは形成されていないから、切粉は閉じ込められることは無く良好に排出される。
【００２３】
なお、砥粒層６ａ、６ｂ、６ｃ・・・の形状としては上記図２の（イ）乃至（ホ）に限定されるものではなく、必要に応じて他の形状のものを採用可能である。
【００２４】
ところで、台金３の円周方向長さに対する、砥粒層６の円周方向長さの合計の比率をチップ比と定義し、このチップ比を砥粒層６の外周部９ａ、内周部９ｂ、中央部９ｃにそれぞれ個別に当てはめてみると、上記のいずれの実施例でもその説明から判るとおり、チップ比は外周部が一番大きく、次いで内周部、そして中央部が一番小さくなっている。これは内周側より外周側の方が受けるダメージが大きいことを考慮し、外周部と内周部の耐摩耗性を中央部より高めるようにしたものである。なお、内外周同じチップ比となるようにしてもよい。また図2の各図において、外周部、内周部は砥粒を一列だけ、中央部は2列或いは３列に示したが、これは図を判り易くするための便宜上のものであり、これに限定するものではない。
【００２５】
図３は第２の実施の形態にかかるコアドリル１１の図であり、（イ）は左半分を断面とした半断面図であり、（ロ）は平面図である。また、図４は図３（イ）のＢ部の拡大図である。この実施の形態では、台金１３の一端側に、円周方向所定の間隔で、円周方向所定の長さの突起部１３ａが形成され、砥粒層１５のうちの砥粒層１６はこの突起部１３ａの上に固着されている。砥粒層１６ａの形状としては、図２に示す第１の実施の形態での実施例と同様の形状、或いは任意に所望の形状を採用することが出来る。第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様、台金１３の端面から軸方向所定の範囲で、内外周上にも砥粒が固着されている。
【００２６】
図５は第３の実施の形態を示すコアドリル２１の砥粒層２３側から見た平面図である。この実施の形態では、砥粒層は分割型ではなく、台金の一端上に円周方向全体に連続した形で形成されている。そして、その外周部と内周部において砥粒密度が中央部よりも高くなっている。これにより外周部と内周部との耐摩耗性を中央部より高めている。
【００２７】
なお、同じ図を用いて説明するが、第４の実施の形態においては、外周部と内周部に使用する砥粒の平均粒径を中央部のそれより大きくしている。また、第３と第４の実施の形態を組み合わせて実施することも可能である。
【００２８】
さらに、第１、第２の実施の形態に、第３、第４の実施の形態を組み合わせて実施することも可能である。
【００２９】
上記の実施の形態ではサーフェスタイプを例として説明したが、上記いずれの実施の形態も、超砥粒を他層に形成した所謂インプリタイプにおいて実施することも可能であり、請求の範囲での「砥粒層」の語は、サーフェスタイプ、インプリタイプのいずれをも包含するものである。
【実施例】
【００３０】
実施例
図１に示すコアドリルを、外径が３２ｍｍ、肉厚が２ｍｍの円筒状台金に、粒度４０／５０のダイヤモンド砥粒を単層即ち一層だけ活性ロウ材を用いて真空ロウ付けした。砥粒層の形状は図２の（イ）に示すものであり、チップ比は外周部が６０％、内周部が５５％、中央部が２５％であった。
比較例
実施例と同様の台金の一端面全面に粒度４０／５０のダイヤモンド砥粒を単層即ち一層だけ活性ロウ材を用いて真空ロウ付けした。
比較試験
実施例、比較例のコアドリルをそれぞれ１０本ずつ使用し、建材用タイルの穴あけ加工を行った。手持ち電動穿孔機を用い、回転速度１，５００ｒ／ｍｉｎで穴あけを行い、工具寿命を比較した。その結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2005343013.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るコアドリルの図であり、（イ）は判断面正面図、（ロ）は平面図である。
【図２】砥粒セグメントの各種実施例を示す、図１（ロ）のＡ部拡大図である。
【図３】第２の実施の形態にかかるコアドリルの図で、（イ）は判断面正面図、（ロ）は平面図である。
【図４】図３（イ）のＢ部の拡大図である。
【図５】第４の実施の形態に係るコアドリルを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：コアドリル    ３：台金    ５：砥粒層    ６：（端面）砥粒層
９ａ：外周部    ９ｂ：内周部    ９ｃ：中央部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005343013.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月18日(2004.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図2（イ）に示す実施の形態では、砥粒層６ａは台金３の円周方向に沿って延びた略「コ」の字を左右反転させた形をしており、外周部が一番長く、次いで内周部が長く、中央部が一番短くなっている。なお、本実施の形態では、砥粒層６ａの円周方向両端部は、それらの台金３内側へ向かう延長線が交差するように傾斜している。なお、この形状の砥粒層６ａを備えたコアドリル１は、砥粒層６ａが図２（イ）において矢印Ｄ方向に、即ち反時計方向に移動するように回転させて使用するのが望ましい。これは、切粉が砥粒層６ａの回転方向前縁部に９ｄに沿って容易に流れてその排出が容易になるからである。逆方向に回転させた場合、外周部９ａ、内周部９ｂ中央部９ｃにより形成される、回転方向先端側が開いた空所或いはポケット９ｅ内に切粉が閉じ込められる可能性がある。